一种双频段太赫兹调频连续波成像系统及方法技术方案

本公开实施例中提供了一种双频段太赫兹调频连续波成像系统及方法。该系统包括信号传输设备和上位机，信号传输设备包括第一频段单元、第二频段单元、极化线栅、聚焦透镜和样品移动台，其中，上位机分别连接第一频段单元和第二频段单元。通过信号传输设备获取待测样品的不同预设位置的各第一回波信号和第二回波信号，其中，对应同一预设位置的第一回波信号和第二回波信号的极化方向不同，通过上位机将各组第一回波信号和第二回波信号融合为对应预设位置的目标信号，并基于待测样品的各预设位置对应的目标信号形成待测样品对应的图像。本申请通过融合待测样品在不同极化下的回波信号以提升带宽，可较大地提升成像系统的距离向分辨率。分辨率。分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种双频段太赫兹调频连续波成像系统及方法


[0001]本申请涉及雷达成像领域，尤其涉及一种双频段太赫兹调频连续波成像系统及方法。

技术介绍

[0002]由于太赫兹波独特的穿透性与非电离特性，使得太赫兹无损检测技术已成功用于艺术品保护、工业产品质量控制和封装集成电路检测等领域。而太赫兹调频连续波成像技术具有功率大、小型化、成本低、扫描速度快等特点，在太赫兹无损检测领域受到了广泛的关注。
[0003]然而，由于微波器件的限制，信号的带宽受到很大程度限制，从而制约了距离向分辨率。
[0004]因此，现有的太赫兹无损检测技术存在信号带宽受限导致的距离向分辨率低的技术问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种双频段太赫兹调频连续波成像系统及方法，具体方案如下：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种双频段太赫兹调频连续波成像系统，所述双频段太赫兹调频连续波成像系统包括信号传输设备和上位机，所述信号传输设备包括第一频段单元、第二频段单元、极化线栅、聚焦透镜和样品移动台，其中，所述上位机分别连接所述第一频段单元和所述第二频段单元；
[0007]所述第一频段单元用于辐射垂直极化的第一频段的太赫兹波束，将所述第一频段的太赫兹波束依次经由所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的待测样品，以及接收对应所述待测样品的不同预设位置的各第一回波信号，其中，所述极化线栅用于将不同极化方向的各所述太赫兹波束反射至同一所述聚焦透镜,所述极化方向包括垂直极化和水平极化；
[0008]所述第二频段单元用于辐射水平极化的第二频段的太赫兹波束，将所述第二频段的太赫兹波束依次经由所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的同一所述待测样品，以及接收对应所述待测样品的不同预设位置的各第二回波信号；
[0009]所述上位机用于将对应所述待测样品的同一预设位置的所述第一回波信号和所述第二回波信号融合为对应所述预设位置的目标信号，以及基于所述待测样品的各预设位置对应的目标信号形成所述待测样品对应的图像。
[0010]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述第一频段单元包括第一发射天线、准直透镜、第一分束镜和第一接收天线；
[0011]第一发射天线用于辐射垂直极化的第一频段的太赫兹波束，其中，所述准直透镜、所述第一分束镜、所述极化线栅、所述聚焦透镜和样品移动台均设置在所述第一频段的太
赫兹波束的光路上；
[0012]所述准直透镜用于将所述第一频段的太赫兹波束准直为平行光束，所述平行光束依次经由所述第一分束镜、所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的待测样品；
[0013]所述第一分束镜还用于将依次经由所述聚焦透镜和所述极化线栅传播的第一回波信号反射至所述第一接收天线。
[0014]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述第二频段单元包括第二发射天线、第二分束镜和第二接收天线；
[0015]所述第二发射天线用于辐射水平极化的第二频段的太赫兹波束，将所述第二频段的太赫兹波束依次经由所述第二分束镜、所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的待测样品；
[0016]所述第二分束镜将依次经由所述聚焦透镜和所述极化线栅传播的第二回波信号反射至所述第二接收天线。
[0017]第二方面，本申请实施例提供了一种双频段太赫兹调频连续波成像方法，应用于第一方面中任一项所述的双频段太赫兹调频连续波成像系统，所述双频段太赫兹调频连续波成像方法包括：
[0018]第一频段单元辐射垂直极化的第一频段的太赫兹波束，将所述第一频段的太赫兹波束依次经由极化线栅和聚焦透镜聚焦至设置于样品移动台上的待测样品，以及接收对应所述待测样品的不同预设位置的各第一回波信号，其中，所述极化线栅用于将不同极化方向的各所述太赫兹波束反射至同一所述聚焦透镜,所述极化方向包括垂直极化和水平极化；
[0019]第二频段单元辐射水平极化的第二频段的太赫兹波束，将所述第二频段的太赫兹波束依次经由所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的同一所述待测样品，以及接收对应所述待测样品的不同预设位置的各第二回波信号；
[0020]上位机将对应所述待测样品的同一预设位置的所述第一回波信号和所述第二回波信号融合为对应所述预设位置的目标信号，以及基于所述待测样品的各预设位置对应的目标信号形成所述待测样品对应的图像。
[0021]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述第一频段单元包括第一发射天线、准直透镜、第一分束镜和第一接收天线；
[0022]第一发射天线辐射垂直极化的第一频段的太赫兹波束，其中，所述准直透镜、所述第一分束镜、所述极化线栅、所述聚焦透镜和样品移动台均设置在所述第一频段的太赫兹波束的光路上；
[0023]所述准直透镜将所述第一频段的太赫兹波束准直为平行光束，所述平行光束依次经由所述第一分束镜、所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的待测样品；
[0024]所述第一分束镜将依次经由所述聚焦透镜和所述极化线栅传播的第一回波信号反射至所述第一接收天线。
[0025]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述第二频段单元包括第二发射天线、第二分束镜和第二接收天线；
[0026]所述第二发射天线辐射水平极化的第二频段的太赫兹波束，将所述第二频段的太赫兹波束依次经由所述第二分束镜、所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的待测样品；
[0027]所述第二分束镜将依次经由所述聚焦透镜和所述极化线栅传播的第二回波信号反射至所述第二接收天线。
[0028]根据本申请公开的一种具体实施方式，上位机将对应所述待测样品的同一预设位置的所述第一回波信号和所述第二回波信号融合为对应所述预设位置的目标信号的步骤，包括：
[0029]获取对应待测样品的各预设位置的各组第一回波信号和第二回波信号；
[0030]将各组第一回波信号和第二回波信号进行去调频处理，得到对应的第一初始中频信号和第二初始中频信号；
[0031]将所述第二初始中频信号依次进行增益调节、频移、时移和相位补偿，得到第二目标中频信号；
[0032]基于对应同一预设位置的所述第一初始中频信号和所述第二目标中频信号进行时域拼接，得到所述预设位置对应的所述目标信号。
[0033]根据本申请公开的一种具体实施方式，基于所述待测样品的各预设位置对应的目标信号形成所述待测样品对应的图像的步骤，包括:
[0034]基于所述目标信号生成对应所述预设位置的子图像；
[0035]将全部所述预设位置对应的子图像融合为所述待测样品对应的目标检测图像。
[0036]根据本申请公开的一种具体实施方式，将所述第二初始中频信号依次进行增益调节、频移、时移和相位补偿，得到第二目标中频信号的步骤，包括:
[0037]将所述第二初始中频信号进行增益调节和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频段太赫兹调频连续波成像系统，其特征在于，所述双频段太赫兹调频连续波成像系统包括信号传输设备和上位机，所述信号传输设备包括第一频段单元、第二频段单元、极化线栅、聚焦透镜和样品移动台，其中，所述上位机分别连接所述第一频段单元和所述第二频段单元；所述第一频段单元用于辐射垂直极化的第一频段的太赫兹波束，将所述第一频段的太赫兹波束依次经由所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的待测样品，以及接收对应所述待测样品的不同预设位置的各第一回波信号，其中，所述极化线栅用于将不同极化方向的各所述太赫兹波束反射至同一所述聚焦透镜,所述极化方向包括垂直极化和水平极化；所述第二频段单元用于辐射水平极化的第二频段的太赫兹波束，将所述第二频段的太赫兹波束依次经由所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的同一所述待测样品，以及接收对应所述待测样品的不同预设位置的各第二回波信号；所述上位机用于将对应所述待测样品的同一预设位置的所述第一回波信号和所述第二回波信号融合为对应所述预设位置的目标信号，以及基于所述待测样品的各预设位置对应的目标信号形成所述待测样品对应的图像。2.根据权利要求1所述的双频段太赫兹调频连续波成像系统，其特征在于，所述第一频段单元包括第一发射天线、准直透镜、第一分束镜和第一接收天线；第一发射天线用于辐射垂直极化的第一频段的太赫兹波束，其中，所述准直透镜、所述第一分束镜、所述极化线栅、所述聚焦透镜和样品移动台均设置在所述第一频段的太赫兹波束的光路上；所述准直透镜用于将所述第一频段的太赫兹波束准直为平行光束，所述平行光束依次经由所述第一分束镜、所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的待测样品；所述第一分束镜还用于将依次经由所述聚焦透镜和所述极化线栅传播的第一回波信号反射至所述第一接收天线。3.根据权利要求2所述的双频段太赫兹调频连续波成像系统，其特征在于，所述第二频段单元包括第二发射天线、第二分束镜和第二接收天线；所述第二发射天线用于辐射水平极化的第二频段的太赫兹波束，将所述第二频段的太赫兹波束依次经由所述第二分束镜、所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的待测样品；所述第二接收天线用于接收依次经由所述聚焦透镜、所述极化线栅和所述第二分束镜传播的第二回波信号。4.一种双频段太赫兹调频连续波成像方法，其特征在于，应用于权利要求1至权利要求3中任一项所述的双频段太赫兹调频连续波成像系统，所述双频段太赫兹调频连续波成像方法包括：第一频段单元辐射垂直极化的第一频段的太赫兹波束，将所述第一频段的太赫兹波束依次经由极化线栅和聚焦透镜聚焦至设置于样品移动台上的待测样品，以及接收对应所述待测样品的不同预设位置的各第一回波信号，其中，所述极化线栅用于将不同极化方向的各所述太赫兹波束反射至同一所述聚焦透镜,所述极化方向包括垂直极化和水平极化；
第二频段单元辐射水平极化的第二频段的太赫兹波束，将所述第二频段的太赫兹波束依次经由所述极化线栅和所述聚焦透镜聚焦至设置于所述样品移动台上的同一所述待测样品，以及接收对应所述待测样品的不同预设位置的各第二回波信号；上位机将对应所述待测样品的同一预设位置的所述第一回波信号和所述第二回波信号融合为对应所述预设位置的目标信号，以及基于所述待测样品的各预设位置对应的目标信号形成所述待测样品对应的图像。5.根据权利要求4所述的双频段太赫兹调频连续波成像方法，其特征在于，所述第一频段单元包括第一发射天线、准直透镜、第一分束镜和第一接收天线；第一发射天线辐射垂直极化的第一频段的太赫兹波束，其中，所述准直透镜、所述第一分束镜、所述极化线栅、所述聚焦透镜和样品移动台均设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟东，许志浩，韩钟德，蒋环宇，鹿玉瑶，刘阳，姚智宇，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：